(57)【要約】  １回の折曲げ加工により最終的なワークの上金型の目標押込み量を算出可能にする。【解決手段】Ｖ溝の傾斜面に接触した時点で除荷したワークの特定仕上がり角度(θＦ)よりも大きくなる条件で設定した設定仕上がり角度(θ１)に対応した設定押込み量(Ｓｔ１)で上金型をＶ溝内に押込み、ワークの仕上がり角度(θＭ)を実測する。押込み量(Ｓｔ)および仕上がり角度(θ)の関係を表したＳｔ−θグラフにおいて、実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)により定められる測定点、および特定仕上がり角度(θＦ)および特定仕上がり角度(θＦ)に対応した特定押込み量(ＳｔＦ)により定められる変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、該変曲点、および目標仕上がり角度(θＴ)に対応した目標押込み量(ＳｔＴ)により定められる加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが所定の関係を満たすように目標押込み量(ＳｔＴ)を算出する。【選択図】図５
2011096442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型を該上金型に対向配置された下金型のＶ溝内に相対的に押し込んだ際に、該下金型のＶ溝の傾斜面にワークを接触させて、ワークの仕上がり角度が所定の目標仕上がり角度(θＴ)となるよう折曲げ加工を行なうプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法であって、
エアーベンドの状態で折曲げて得られるワークの設定仕上がり角度(θ１)を、Ｖ溝の傾斜面にワークが接触した時点で除荷したワークの特定仕上がり角度(θＦ)よりも大きくなる条件で設定し、該設定仕上がり角度(θ１)に対応した設定押込み量(Ｓｔ１)で上金型をＶ溝内に押し込んでワークを折曲げて、設定押込み量(Ｓｔ１)で折曲げられたワークの実測仕上がり角度(θＭ)を計測し、
上金型の押込み量(Ｓｔ)およびワークの仕上がり角度(θ)の関係を表したＳｔ−θグラフにおいて、前記実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)により定められる点を測定点とし、前記特定仕上がり角度(θＦ)および特定仕上がり角度(θＦ)に対応した上金型の押込み量となる特定押込み量(ＳｔＦ)により定められる点を変曲点とし、前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を加工点として、該測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが所定の関係を満たすように当該目標押込み量(ＳｔＴ)を算出して折曲げ加工を行なう
ことを特徴とするプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法。
【請求項２】
前記目標押込み量(ＳｔＴ)は、前記下金型のＶ溝の幅(Ｖ)およびワークの板厚(ｔ)とした場合に、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが、下記の式(f)の関係を満たすよう算出される請求項１記載のプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法。
【数５】
2011096442.tif 000043
【請求項３】
ワークの加工条件およびワークの仕上がり角度(θ)に基づいて定められたベンドファクタ(Ａ１)を設定仕上がり角度(θ１)に基づいて求めると共に、下記の式(e)においてＡ＝Ａ１、θ＝θ１の条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)を算出して、該設定押込み量(Ｓｔ１)でワークを折曲げた後に、設定押込み量(Ｓｔ１)および実測仕上がり角度(θＭ)から下記の式(e)においてθ＝θＭとした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、
修正ベンドファクタ(Ａ')および特定仕上がり角度(θＦ)から下記の式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出される特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するようにした請求項１または２記載のプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法。
【数４】
2011096442.tif 000044
【請求項４】
前記ベンドファクタ(Ａ１)は、θ＝θ１とした条件で下記の式(i)に基づいて算出される請求項３記載のプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法。
【数８】
2011096442.tif 000045
【請求項５】
下記の式(m)においてθ＝θ１、Ｓｔ＝Ｓｔ１とした条件で求められる装置たわみ量(λ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)に加算した補正設定押込み量(Ｓｔ１’)で折曲げた後のワークの折曲げ角度を前記実測仕上がり角度(θＭ)として計測し、
下記の式(m)においてθ＝θＴ、Ｓｔ＝ＳｔＴとした条件で求められる装置たわみ量(λＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)に加算した補正目標押込み量(ＳｔＴ’)でワークの折曲げ加工を行なうようにした請求項３または４記載のプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法。
【数１２】
2011096442.tif 000046
【請求項６】
先端部が円弧状に形成された上金型を用いてワークの折曲げ加工を行なう際に、
下記の式(q)においてθ＝θ１とした条件で求められる押込み量誤差(Ｄ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)から減算したＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)で折曲げた後のワークの折曲げ角度を前記実測仕上がり角度(θＭ)として計測し、
下記の式(q)においてθ＝θＴとした条件で求められる押込み量誤差(ＤＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)から減算したＲ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)でワークの折曲げ加工を行なうようにした請求項３〜５の何れか一項に記載のプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法。
【数１６】
2011096442.tif 000047
【請求項７】
前記設定仕上がり角度(θ１)は、０．１°≦θ１−θＦ≦７°の範囲に設定される請求項１〜６の何れか一項に記載のプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法。
【請求項８】
上金型と、前記上金型に対向配置されたＶ溝が形成された下金型と、前記Ｖ溝内に上金型を押込むよう前記上金型または下金型を駆動する金型駆動手段とを備え、前記金型駆動手段の駆動により前記上金型をＶ溝内に押込んだ際にＶ溝の傾斜面にワークを接触させて、ワークの仕上がり角度が所定の目標仕上がり角度(θＴ)となるよう折曲げ加工を行なうプレスブレーキによる折曲げ加工システムであって、
ワークの加工条件およびワークの目標仕上り角度(θＴ)が入力されると共に、実測したワークの実測仕上り角度(θＭ)が入力される入力手段と、
前記入力手段に入力されたワークの加工条件および目標仕上り角度(θＴ)に基づいて、Ｖ溝の傾斜面にワークが接触した時点で除荷したワークの特定仕上がり角度(θＦ)よりも大きい値となる条件でワークの設定仕上がり角度(θ１)を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された設定仕上がり角度(θ１)に対応した上金型の押込み量となる設定押込み量(Ｓｔ１)を算出すると共に、該設定押込み量(Ｓｔ１)および前記入力手段に入力された実測仕上り角度(θＭ)に基づいて前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された設定押込み量(Ｓｔ１)または目標押込み量(ＳｔＴ)に従って前記上金型がＶ溝内に押し込まれるよう前記金型駆動手段を駆動制御する駆動制御手段とを備え、
前記算出手段は、上金型の押込み量(Ｓｔ)およびワークの仕上がり角度(θ)の関係を表したＳｔ−θグラフにおいて、前記実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)により定められる点を測定点とし、前記特定仕上がり角度(θＦ)および特定仕上がり角度(θＦ)に対応した上金型の押込み量となる特定押込み量(ＳｔＦ)により定められる点を変曲点とし、前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を加工点とした場合に、該測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが所定の関係を満たすように当該目標押込み量(ＳｔＴ)を算出するよう設定されて、
前記算出手段で算出された設定押込み量(Ｓｔ１)に従って前記駆動制御手段が前記金型駆動手段を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行され、当該１回目の折曲げ加工後に前記入力手段に入力されたワークの実測仕上り角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)に基づいて算出手段で算出された前記目標押込み量(ＳｔＴ)に従って駆動制御手段が金型駆動手段を駆動制御することで２回目以降の折曲げ加工が実行される
ことを特徴とするプレスブレーキによる折曲げ加工システム。
【請求項９】
前記算出手段は、前記下金型のＶ溝の幅(Ｖ)およびワークの板厚(ｔ)とした場合に、前記Ｓｔ−θグラフにおいて前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)との関係が、下記式(f)の関係を満たすよう前記目標押込み量(ＳｔＴ)を算出するよう設定される請求項８記載のプレスブレーキによる折曲げ加工システム。
【数５】
2011096442.tif 000048
【請求項１０】
ワークの仕上り角度(θ)と、ワークの加工条件および仕上り角度(θ)に基づいて定められたベンドファクタ(Ａ)との対応関係を表すベンドファクタデータテーブルが記憶された記憶手段を備え、
前記算出手段は、
前記設定手段により設定された設定仕上り角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を、前記入力手段に入力されたワークの加工条件に基づいて前記記憶手段が記憶するベンドファクタデータテーブルから取得して、下記の式(e)においてＡ＝Ａ１、θ＝θ１とした条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)を算出するよう設定されると共に、
前記入力手段に入力されたワークの実測仕上り角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)から下記の式(e)においてθ＝θＭとした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、修正ベンドファクタ(Ａ')および特定仕上がり角度(θＦ)から下記の式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出される特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するよう設定される請求項８または９記載のプレスブレーキによる折曲げ加工システム。
【数４】
2011096442.tif 000049
【請求項１１】
前記算出手段は、
前記設定手段により設定された設定仕上り角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を、下記の式(i)においてθ＝θ１とした条件で算出して、下記の式(e)においてＡ＝Ａ１、θ＝θ１とした条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)を算出するよう設定されると共に、
前記入力手段に入力されたワークの実測仕上り角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)から下記の式(e)においてθ＝θＭとした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、修正ベンドファクタ(Ａ')および特定仕上がり角度(θＦ)から下記の式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出される特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するよう設定される請求項８または９記載のプレスブレーキによる折曲げ加工システム。
【数４】
2011096442.tif 000050
【数８】
2011096442.tif 000051
【請求項１２】
前記算出手段は、
下記の式(m)においてθ＝θ１、Ｓｔ＝Ｓｔ１とした条件で求められる装置たわみ量(λ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)に加算した補正設定押込み量(Ｓｔ１’)を算出するよう設定されると共に、該式(m)においてθ＝θＴ、Ｓｔ＝ＳｔＴとした条件で求められる装置たわみ量(λＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)に加算した補正目標押込み量(ＳｔＴ’)を算出するよう設定され、
前記算出手段で算出された前記補正設定押込み量(Ｓｔ１’)に従って前記駆動制御手段が金型駆動手段を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行され、該算出手段で算出された前記補正目標押込み量(ＳｔＴ’)に従って前記駆動制御手段が金型駆動手段を駆動制御することで２回目以降の折曲げ加工が実行されるよう構成された請求項１０または１１記載のプレスブレーキによる折曲げ加工システム。
【数１２】
2011096442.tif 000052
【請求項１３】
前記上金型の先端部が円弧状に形成されると共に、
前記算出手段は、
下記の式(q)においてθ＝θ１とした条件で求められる押込み量誤差(Ｄ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)から減算したＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)を算出するよう設定されると共に、該式(q)においてθ＝θＴとした条件で求められる押込み量誤差(ＤＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)から減算したＲ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)を算出するよう設定され、
前記算出手段で算出された前記Ｒ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)に従って前記駆動制御手段が金型駆動手段を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行され、該算出手段で算出された前記Ｒ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)に従って前記駆動制御手段が金型駆動手段を駆動制御することで２回目以降の折曲げ加工が実行されるよう構成された請求項１０〜１２の何れか一項に記載のプレスブレーキによる折曲げ加工システム。
【数１６】
2011096442.tif 000053
【請求項１４】
前記設定手段は、０．１°≦θ１−θＦ≦７°の範囲に前記設定仕上がり角度(θ１)を設定する請求項８〜１３の何れか一項に記載のプレスブレーキによる折曲げ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上金型を下金型のＶ溝内に相対的に押込むことで、ワークを目標とする角度に折曲げるプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の典型的なプレスブレーキは、特許文献１に示されるように、上金型の下方位置にＶ溝を有する下金型を対向配置すると共に、上下の金型を相対的に近接離間移動し得るよう構成して、該下金型のＶ溝内に上金型を相対的に押込むことでワークを所定角度に折曲げるようになっている。例えば、前記上金型を取付けたラムを昇降動作させるタイプのプレスブレーキでは、下金型上に板形状等のワークが支持されて、ラムと一体に下降動作された上金型による加圧力をワークに作用させつつ前記Ｖ溝に上金型を押込むことにより、ワークが所定角度に折曲げられる。すなわち、ワークが折曲げられる角度は、ワークに当接してから下降終端位置まで移動する上金型の移動距離(上金型の押込み量(ストローク))により決定される。【０００３】
そして、前記ワークを加圧する上金型を除荷して金型から取り外した状態でのワークの曲げ角度は、スプリングバックによって上金型でワークを加圧している状態での曲げ角度よりも大きくなることが一般に知られている。このため、ワークを目標の角度に折曲げるために、加工対象であるワークの材質、板厚、上下の金型の形状、Ｖ溝の角度や幅、機械の剛性等に基づいて上金型の押込み量を算出して、ワークの折曲げ加工が行なわれる。なお、本明細書では、上下の金型でワークが挟まれた状態でのワークの折曲げ角度を「挟み角度」といい、除荷してスプリングバックした状態でのワークの折曲げ角度を「仕上がり角度」という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した上金型の押込み量は、ワークの材質、板厚、上下の金型の形状、Ｖ溝の角度や幅、機械の剛性等の計算因子の影響を予めデータベース化しておき、これらのデータベース化されている計算因子に基づいて算出されている。しかしながら、データベースは、実際の加工に供されるワークやプレスブレーキ等に基づく値と完全に合致するものではなく僅かな誤差を有するため、１回の折曲げ加工により最終的なワークの仕上がり角度を目標値とすることは困難であった。【０００６】
このため、ワークの折曲げ加工を行なう場合には、算出された上金型の押込み量による加工精度を確認すると共に、上金型の押込み量を補正するため、試し折曲げ加工が行なわれている。すなわち、試し曲げ用のワークについて折曲げ加工を行ない、この折曲げ加工を施したワークの仕上がり角度を計測し、当該ワークの仕上がり角度に応じて前記上金型の押込み量を増減する。そして、修正した上金型の押込み量に基づいて次のワークに折曲げ加工を行ない、このワークについても同様に仕上がり角度を計測して上金型の押込み量を再修正する工程を何回か繰り返し、試行錯誤によって最終的に目標とする仕上がり角度にワークを折曲げられる正確な上金型の押込み量を得ている。このように、目標仕上がり角度となる上金型の押込み量が得られるまでには複数回の試し曲げを行なう必要があり、ワークの折曲げ加工が可能となるまでに時間と材料のロスによる生産性の低下が大きな問題となっていた。特に、上金型をＶ溝内に押込んだ際にＶ溝の傾斜面にワークが接触するように折曲げ加工する場合には、Ｖ溝の傾斜面にワークが接触することでワークの曲げ特性が大きく変化するため、計算により正確な上金型の押込み量を求めることは困難で、複数回の試し曲げが不可欠であり、改善が強く望まれていた。【０００７】
一方で、前述のようなワークの試し曲げを軽減しつつ、ワークを目標仕上がり角度に折曲げる方法として、前述した特許文献１のように、折曲げ加工のインプロセスにおいてワークの曲げ角度(挟み角度)を測定する方法が知られている。すなわち、ワークに接触するセンサを上金型に配置して、ワークの挟み角度を測定しつつ折曲げ加工を行なう途中で、一度除荷してワークの仕上がり角度を計測し、除荷時点での挟み角度と仕上がり角度との差からスプリングバック量を計測し、その結果に基づいて追加的に必要な押込み量を求めてワークを更に折曲げ加工するというものである。このようなセンサを利用したインプロセスによる加工方法を採用する場合であっても、折曲げ加工時にＶ溝の傾斜面にワークが接触するようにワークを折曲げる必要がある場合には、ワークの曲げ特性が大きく変化することから、ワークの折曲げ加工を複数回実施する必要があることに変わりがなく、加工効率に優れたものとはなっていない。また、この加工方法では、センサを設置することによって金型の大型化や装置の複雑化を招来し、加工可能なワーク形状が大きく制約されることに繋がって、装置の汎用性が低下する問題が生ずると共に、ワークの材質によってはセンサとの接触によりセンサ計測面に異物が付着し、計測精度が保証できない欠点が指摘される。しかも、高精度の測定を可能とするにはセンサも高価なものを使用する必要があり、装置の製造コストが嵩むことにもなる。このため、前述したセンサを利用したインプロセスによる折曲げ加工方法は、一般的に採用され難いのが実情である。【０００８】
そこで本発明は、従来の技術に内在する前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、１回の折曲げ加工を実施することで最終的なワークの目標仕上がり角度に対応した上金型の押込み量を得ることができるプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法は、
上金型(26)を該上金型(26)に対向配置された下金型(18)のＶ溝(20)内に相対的に押込んだ際に、該下金型(18)のＶ溝(20)の傾斜面にワーク(W)を接触させて、ワーク(W)の仕上がり角度が所定の目標仕上がり角度(θＴ)となるよう折曲げ加工を行なうプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法であって、
エアーベンドの状態で折曲げて得られるワーク(W)の設定仕上がり角度(θ１)を、Ｖ溝(20)の傾斜面にワーク(W)が接触した時点で除荷したワーク(W)の特定仕上がり角度(θＦ)よりも大きくなる条件で設定し、該設定仕上がり角度(θ１)に対応した設定押込み量(Ｓｔ１)で上金型(26)をＶ溝(20)内に押込んでワーク(W)を折曲げて、設定押込み量(Ｓｔ１)で折曲げられたワーク(W)の実測仕上がり角度(θＭ)を計測し、
上金型(26)の押込み量(Ｓｔ)およびワーク(W)の仕上がり角度(θ)の関係を表したＳｔ−θグラフにおいて、前記実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)により定められる点を測定点とし、前記特定仕上がり角度(θＦ)および特定仕上がり角度(θＦ)に対応した上金型(26)の押込み量となる特定押込み量(ＳｔＦ)により定められる点を変曲点とし、前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型(26)の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を加工点として、該測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが所定の関係を満たすように当該目標押込み量(ＳｔＴ)を算出して折曲げ加工を行なうことを要旨とする。【００１０】
請求項２に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法は、
前記目標押込み量(ＳｔＴ)は、前記下金型(18)のＶ溝(20)の幅(Ｖ)およびワーク(W)の板厚(ｔ)とした場合に、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが、下記の式(f)の関係を満たすよう算出されることを要旨とする。
【数５】
2011096442.tif 000003
【００１１】
請求項３に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法は、
ワーク(W)の加工条件およびワーク(W)の仕上がり角度(θ)に基づいて定められたベンドファクタ(Ａ１)を設定仕上がり角度(θ１)に基づいて求めると共に、下記の式(e)においてＡ＝Ａ１、θ＝θ１の条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)を算出して、該設定押込み量(Ｓｔ１)でワーク(W)を折曲げた後に、設定押込み量(Ｓｔ１)および実測仕上がり角度(θＭ)から下記の式(e)においてθ＝θＭとした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、
修正ベンドファクタ(Ａ')および特定仕上がり角度(θＦ)から下記の式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出される特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するようにしたことを要旨とする。
【数４】
2011096442.tif 000004
【００１２】
請求項４に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法は、
前記ベンドファクタ(Ａ１)は、θ＝θ１とした条件で下記の式(i)に基づいて算出されることを要旨とする。
【数８】
2011096442.tif 000005
【００１３】
請求項５に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法は、
下記の式(m)においてθ＝θ１、Ｓｔ＝Ｓｔ１とした条件で求められる装置たわみ量(λ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)に加算した補正設定押込み量(Ｓｔ１’)で折曲げた後のワーク(W)の折曲げ角度を前記実測仕上がり角度(θＭ)として計測し、
下記の式(m)においてθ＝θＴ、Ｓｔ＝ＳｔＴとした条件で求められる装置たわみ量(λＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)に加算した補正目標押込み量(ＳｔＴ’)でワーク(W)の折曲げ加工を行なうようにしたことを要旨とする。
【数１２】
2011096442.tif 000006
【００１４】
請求項６に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法は、
先端部が円弧状に形成された上金型を用いてワークの折曲げ加工を行なう際に、
下記の式(q)においてθ＝θ１とした条件で求められる押込み量誤差(Ｄ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)から減算したＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)で折曲げた後のワークの折曲げ角度を前記実測仕上がり角度(θＭ)として計測し、
下記の式(q)においてθ＝θＴとした条件で求められる押込み量誤差(ＤＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)から減算したＲ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)でワークの折曲げ加工を行なうようにしたことを要旨とする。
【数１６】
2011096442.tif 000007
【００１５】
請求項７に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法は、
前記設定仕上がり角度(θ１)は、０．１°≦θ１−θＦ≦７°の範囲に設定されることを要旨とする。【００１６】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項８に係るプレスブレーキによる折曲げ加工システムは、
上金型(26)と、前記上金型(26)に対向配置されたＶ溝(20)が形成された下金型(18)と、前記Ｖ溝(20)内に上金型(26)を押込むよう前記上金型(26)または下金型(18)を駆動する金型駆動手段(28)とを備え、前記金型駆動手段(28)の駆動により前記上金型(26)をＶ溝(20)内に押込んだ際にＶ溝(20)の傾斜面にワーク(W)を接触させて、ワーク(W)の仕上がり角度が所定の目標仕上がり角度(θＴ)となるよう折曲げ加工を行なうプレスブレーキによる折曲げ加工システムであって、
ワーク(W)の加工条件およびワーク(W)の目標仕上がり角度(θＴ)が入力されると共に、実測したワーク(W)の実測仕上がり角度(θＭ)が入力される入力手段(32)と、
前記入力手段(32)に入力されたワーク(W)の加工条件および目標仕上がり角度(θＴ)に基づいて、Ｖ溝(20)の傾斜面にワーク(W)が接触した時点で除荷したワーク(W)の特定仕上がり角度(θＦ)よりも大きい値となる条件でワーク(W)の設定仕上がり角度(θ１)を設定する設定手段(34)と、
前記設定手段(34)により設定された設定仕上がり角度(θ１)に対応した上金型(26)の押込み量となる設定押込み量(Ｓｔ１)を算出すると共に、該設定押込み量(Ｓｔ１)および前記入力手段(32)に入力された実測仕上がり角度(θＭ)に基づいて前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型(26)の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を算出する算出手段(36)と、
前記算出手段(36)により算出された設定押込み量(Ｓｔ１)または目標押込み量(ＳｔＴ)に従って前記上金型(26)がＶ溝(20)内に押込まれるよう前記金型駆動手段を駆動制御する駆動制御手段(40)とを備え、
前記算出手段(36)は、上金型(26)の押込み量(Ｓｔ)およびワーク(W)の仕上がり角度(θ)の関係を表したＳｔ−θグラフにおいて、前記実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)により定められる点を測定点とし、前記特定仕上がり角度(θＦ)および特定仕上がり角度(θＦ)に対応した上金型(26)の押込み量となる特定押込み量(ＳｔＦ)により定められる点を変曲点とし、前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型(26)の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を加工点とした場合に、該測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが所定の関係を満たすように当該目標押込み量(ＳｔＴ)を算出するよう設定されて、
前記算出手段(36)で算出された設定押込み量(Ｓｔ１)に従って前記駆動制御手段(40)が前記金型駆動手段(28)を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行され、当該１回目の折曲げ加工後に前記入力手段(32)に入力されたワーク(W)の実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)に基づいて算出手段(36)で算出された前記目標押込み量(ＳｔＴ)に従って駆動制御手段(40)が金型駆動手段(28)を駆動制御することで２回目以降の折曲げ加工が実行されることを要旨とする。【００１７】
本願の請求項９に係るプレスブレーキによる折曲げ加工システムは、
前記算出手段(36)は、前記下金型(18)のＶ溝(20)の幅(Ｖ)およびワーク(W)の板厚(ｔ)とした場合に、前記Ｓｔ−θグラフにおいて前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)との関係が、下記式(f)の関係を満たすよう前記目標押込み量(ＳｔＴ)を算出するよう設定されることを要旨とする。
【数５】
2011096442.tif 000008
【００１８】
本願の請求項１０に係るプレスブレーキによる折曲げ加工システムは、
ワーク(W)の仕上がり角度(θ)と、ワーク(W)の加工条件および仕上がり角度(θ)により算出されるベンドファクタ(Ａ)との対応関係を表すベンドファクタデータテーブルが記憶された記憶手段(38)を備え、
前記算出手段(36)は、
前記設定手段(34)により設定された設定仕上がり角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を、前記入力手段(32)に入力されたワーク(W)の加工条件に基づいて前記記憶手段(38)が記憶するベンドファクタデータテーブルから取得して、下記の式(e)においてＡ＝Ａ１、θ＝θ１とした条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)を算出するよう設定されると共に、
前記入力手段(32)に入力されたワーク(W)の実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)から下記の式(e)においてθ＝θＭとした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、修正ベンドファクタ(Ａ')および特定仕上がり角度(θＦ)から下記の式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出される特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するよう設定されることを要旨とする。
【数４】
2011096442.tif 000009
【００１９】
本願の請求項１１に係るプレスブレーキによる折曲げ加工システムは、
前記算出手段(36)は、
前記設定手段(34)により設定された設定仕上がり角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を、下記の式(i)においてθ＝θ１とした条件で算出して、下記の式(e)においてＡ＝Ａ１、θ＝θ１とした条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)を算出するよう設定されると共に、
前記入力手段(32)に入力されたワーク(W)の実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)から下記の式(e)においてθ＝θＭとした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、修正ベンドファクタ(Ａ')および特定仕上がり角度(θＦ)から下記の式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出される特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するよう設定されることを要旨とする。
【数４】
2011096442.tif 000010
【数８】
2011096442.tif 000011
【００２０】
本願の請求項１２に係るプレスブレーキによる折曲げ加工システムは、
前記算出手段(36)は、
下記の式(m)においてθ＝θ１、Ｓｔ＝Ｓｔ１とした条件で求められる装置たわみ(λ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)に加算した補正設定押込み量(Ｓｔ１’)を算出するよう設定されると共に、該式(m)においてθ＝θＴ、Ｓｔ＝ＳｔＴとした条件で求められる装置たわみ量(λＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)に加算した補正目標押込み量(ＳｔＴ’)を算出するよう設定され、
前記算出手段(36)で算出された前記補正設定押込み量(Ｓｔ１’)に従って前記駆動制御手段(40)が金型駆動手段(28)を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行され、該算出手段(36)で算出された前記補正目標押込み量(ＳｔＴ’)に従って前記駆動制御手段(40)が金型駆動手段(28)を駆動制御することで２回目以降の折曲げ加工が実行されるよう構成されたことを要旨とする。
【数１２】
2011096442.tif 000012
【００２１】
本願の請求項１３に係るプレスブレーキによる折曲げ加工システムは、
前記上金型の先端部が円弧状に形成されると共に、
前記算出手段は、
下記の式(q)においてθ＝θ１とした条件で求められる押込み量誤差(Ｄ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)から減算したＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)を算出するよう設定されると共に、該式(q)においてθ＝θＴとした条件で求められる押込み量誤差(ＤＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)から減算したＲ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)を算出するよう設定され、
前記算出手段で算出された前記Ｒ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)に従って前記駆動制御手段が金型駆動手段を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行され、該算出手段で算出された前記Ｒ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)に従って前記駆動制御手段が金型駆動手段を駆動制御することで２回目以降の折曲げ加工が実行されるよう構成されたことを要旨とする。
【数１６】
2011096442.tif 000013
【００２２】
本願の請求項１４に係るプレスブレーキによる折曲げ加工システムは、
前記設定手段(34)は、０．１°≦θ１−θＦ≦７°の範囲に前記設定仕上がり角度(θ１)を設定することを要旨とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムによれば、折曲げ加工時に下金型のＶ溝の傾斜面にワークを接触させる必要がある目標仕上がり角度までワークを折曲げる場合であっても、１回のワーク折曲げ加工により目標仕上がり角度に対応した目標押込み量を算出することができ、製品製造が可能となるまでに必要なワークの折曲げ回数を低減して生産性向上することが可能となる。しかも、折曲げ加工の過程でワークの折曲げ角度を測定する必要がないから、上下の金型にセンサを必要とせず、一般に使用される汎用の金型を採用できるから、加工可能なワーク形状の制約を受けることなく簡単に目標仕上がり角度にワークを折曲げることが可能となる。しかも、測定点および変曲点を通過する直線の傾きと、変曲点および加工点を通過する直線の傾きとを、式(f)の関係を満たすようにする場合には、ワークを精度良く目標仕上がり角度に折曲げることができる。
また、ベンドファクタを式(i)に基づいて算出することで、ワークの加工条件毎にベンドファクタの値を事前にデータベース化する必要がなくなると共に、設定仕上がり角度の適用範囲が広がり汎用性が高まる。更に、ワークの折曲げ加工時の装置たわみ量を補正することで、より高精度なワークの折曲げ加工を行なうことができる。更にまた、先端部が円弧形状に形成された上金型を用いて折曲げ加工する際に、上金型の先端部とワークの折曲げ部の最深部との間が離間する誤差を補正することで、より高精度なワークの折曲げ加工を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係るプレスブレーキを示す正面図である。
【図２】実施例に係るプレスブレーキによりワークを折曲げる状態を示す説明図であって、(a)は上金型がワークに接触させた折曲げ加工前の状態を示し、(b)は上金型をＶ溝内に押込んでワークを下金型のＶ溝の傾斜面に接触させた状態を示す。
【図３】実施例に係るプレスブレーキの入力手段と、制御装置と、金型駆動手段とのの関係を示すブロック図である。
【図４】ワークの折曲げ加工におけるＶ溝の幅／板厚と、特定仕上がり角度との関係を示したグラフ図である。
【図５】上金型の押込み量とワークの仕上がり角度との関係を示すＳｔ−θグラフであって、ワーク折曲げ加工における測定点、変曲点、加工点の関係を示す概略図である。
【図６】プレスブレーキによるワーク折曲げ加工時における上下の金型とワークの関係を示す関係式を導出する説明図である。
【図７】プレスブレーキによるワーク折曲げ加工時における上下の金型とワークの関係を示す関係式を導出する説明図であって、(a)はワークと下金型との関係を示し、(b)は(a)のＸ部分を拡大した図である。
【図８】記憶手段が記憶するベンドファクタデータテーブルの内、冷延鋼板(ＳＰＣＣ)について設定仕上がり角度とベンドファクタの関係を表したグラフ図である。
【図９】第１実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝８ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１０】第１実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１１】第１実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１２】第１実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１６ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１３】第２実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．５ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１４】第２実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝２．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１５】第２実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１６ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝３．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１６】第３実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．５ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１７】第３実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１６ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝３．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１８】第４実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図１９】第４実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１６ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．５ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２０】第５実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２１】第５実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１６ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．５ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２２】第６実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２３】第６実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１０ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．５ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２４】第６実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝２．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２５】第７実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝６ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２６】第７実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１０ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．５ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２７】第７実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝２．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２８】第８実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１２ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図２９】第８実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１６ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝１．５ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図３０】第８実験例においてＶ溝の幅Ｖ＝１８ｍｍ、ワークの板厚ｔ＝２．０ｍｍとしてワークを折曲げ加工した場合の実験結果を示すグラフ図である。
【図３１】横軸を仕上がり角度(θ)とし、縦軸を各仕上がり角度(θ)におけるベンドファクタ(Ａ)の値と、仕上がり角度１００°におけるベンドファクタ(Ａ１００)の値との比としたグラフ図である。なお、破線は、各仕上がり角度におけるＡ/Ａ１００の値の中間値を示している。
【図３２】冷延鋼板(ＳＰＣＣ)について、Ｖ溝の幅(Ｖ)／板厚(ｔ)と、仕上がり角度１００°におけるベンドファクタの値(Ａ１００)／Ｖ溝の幅(Ｖ)との関係を示したグラフ図である。
【図３３】押込み量(Ｓｔ)と、加工荷重(Ｗ)との関係を示したグラフ図である。
【図３４】Ｖ溝の幅(Ｖ)／板厚(ｔ)と、係数(ｋ１)との関係を示したグラフ図である。
【図３５】上金型の押込み量(Ｓｔ)≧特定押込み量(ＳｔＦ)の範囲での折曲げ加工において、押込み量(Ｓｔ)の増加量と加工荷重(Ｗ)の変化量との比をｋｗとした場合に、横軸をワークＷの板厚(ｔ)とし、縦軸をｋｗ／Ｗａとしたグラフ図である。
【図３６】先端部を円弧形状に形成された上金型を用いてワークを折曲げた状態を示す概略図である。
【図３７】上金型の先端半径ＲＰ＝１．０ｍｍ、Ｖ溝の幅Ｖ＝６ｍｍ、板厚ｔ＝１．０ｍｍとしたアルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)のワークを折曲げ加工する場合に、式(n)により求められるＲ曲げ補正押込み量(Ｓｔ’’)と仕上がり角度(θ)との関係を示すと共に、有限要素解析法により解析したＲ曲げ補正押込み量(Ｓｔ’’)の解析値を示したグラフ図である。なお、式(e)により求められる押込み量(Ｓｔ)と仕上がり角度(θ)との関係を破線で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本実施例１に係るプレスブレーキ１０を示す概略図である。プレスブレーキ１０は、Ｃ形に形成された左右一対のサイドフレーム１２,１２の前面下部に位置するベッド１４上に下部テーブル１６が備えられて、該下部テーブル１６上に下金型１８が着脱可能に取付けられると共に、サイドフレーム１２,１２の前面上部に、ラム２２が昇降移動可能に設けられている。前記ラム２２の下端部には、前記下部テーブル１６上に取付けられた下金型１８に対向する位置にホルダ２４が設けられており、該ホルダ２４に上金型２６が着脱可能に取付けられる。また、前記左右のサイドフレーム１２,１２の上部位置には、金型駆動手段２８の一例として配設された油圧シリンダのシリンダロッドが前記ラム２２の左右上端部に夫々連結されており、油圧シリンダの駆動によりラム２２を昇降移動して上金型２６を上下移動するよう構成されている。なお、前記金型駆動手段２８としては、油圧シリンダに限られるものではなく、サーボモータにより駆動されるボールネジ等、その他の従来公知の手段を採用することが可能である。【００２７】
また、図２に示すように、前記下金型１８の上面には、上方開口するＶ字状の溝２０(以下、Ｖ溝という)がプレスブレーキ１０の幅方向に延在するよう形成されており、前記ラム２２の下降移動に伴ってＶ溝２０内に上金型２６が進入するようになっている。従って、Ｖ溝２０に跨るようワークＷを下金型１８に支持した状態で前記ラム２２を下降移動することで、上金型２６による加圧力がワークＷに作用し、これによりワークＷが所定角度に折曲げられるようになる。なお、実施例１のプレスブレーキ１０では、下降移動させた上金型２６を下金型１８のＶ溝２０内に押込んでワークＷの折曲げ加工を行なうタイプのものであるが、金型駆動手段２８の駆動により下金型１８を昇降移動させて上金型２６を下金型１８のＶ溝２０内に押込むよう構成しても、同様にワークＷの折曲げ加工を行なうことができる。すなわち、上金型２６を、該上金型２６に対向配置された下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込むようにすれば、上下の上金型２６の何れが昇降移動する構成であってもよい。【００２８】
また、プレスブレーキ１０には、該プレスブレーキ１０を制御する制御装置３０が備えられており、該制御装置３０に接続された入力手段３２(入力端末)に入力されたワークの加工条件に基づいて上金型２６の押込み量(ワークＷに当接してからの上金型２６の下降移動量)を算出し、算出された押込み量だけ上金型２６がＶ溝２０内に押込まれるように制御装置３０に備えた金型駆動制御手段４０が金型駆動手段２８を駆動してラム２２が昇降動作するよう構成される。ここで、前記入力手段３２には、下金型１８のＶ溝２０の角度(例えば８０°、８８°、９０°等)、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)、上金型２６の先端角度(例えば８０°、８８°、９０°等)等の金型情報が入力されると共に、ワークＷの材質、ワークＷの板厚(ｔ)等の加工対象のワーク情報が入力される。また、前記入力手段３２には、プレスブレーキ１０により折曲げ加工した最終製品において目標とするワークＷの仕上がり角度(以下、目標仕上がり角度(θＴ)という)が入力されると共に、第１回目の折曲げ加工後に実測されたワークＷの仕上がり角度(以下、実測仕上がり角度(θＭ)という)が入力されるようになっており、これらの入力値に基づいて、第１回目の折曲げ加工時における上金型２６の押込み量(以下、設定押込み量(Ｓｔ１)という)および２回目以降の折曲げ加工時における上金型２６の押込み量(以下、目標押込み量(ＳｔＴ)という)を制御装置３０が算出するよう構成される。なお、実施例１のプレスブレーキ１０では、前記上下の金型１８,２６に関する金型情報は、前記制御装置３０が備える記憶手段３８に金型１８,２６の種別毎に予め設定されており、前記入力手段３２上において折曲げ加工に使用する金型１８,２６を選択することで自動的に対応の金型情報が取得されるようになっている。【００２９】
次に、前記制御装置３０における前記設定押込み量(Ｓｔ１)および目標押込み量(ＳｔＴ)の算出方法につき説明する。前記制御装置３０は、前記入力手段３２に入力された入力値(ワークＷの加工条件および目標仕上がり角度(θＴ))に基づいて第１回目の折曲げ加工で折曲げられるワークＷの仕上がり角度(以下、設定仕上がり角度(θ１)という)を設定する設定手段３４を備えると共に、該設定手段３４により設定された設定仕上がり角度(θ１)に基づいて上金型２６の押込み量となる設定押込み量(Ｓｔ１)を算出し、該設定押込み量(Ｓｔ１)および前記入力手段３２に入力された実測仕上がり角度(θＭ)に基づいて前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型２６の押込み量(すなわち目標押込み量(ＳｔＴ))を算出する算出手段３６を備えている(図３参照)。すなわち、実施例１のプレスブレーキ１０では、第１回目のワーク折曲げ加工を実施することで、最終的に目標とするワークＷの目標仕上がり角度(θＴ)に対応する上金型２６の目標押込み量(ＳｔＴ)を算出して、２回目以降のワークＷの折曲げ加工により目標仕上がり角度(θＴ)で折曲げられたワークＷが製造されるように構成される。【００３０】
ここで、前記設定手段３４は、前記下金型１８のＶ溝２０の傾斜面にワークＷが接触した時点で除荷した際のワークＷの仕上がり角度(以下、特定仕上がり角度(θＦ)という)よりも大きくなる条件で設定仕上がり角度(θ１)を設定するよう構成される。前記特定仕上がり角度(θＦ)は、ワークＷの材質毎に、ワークＷの板厚(ｔ)およびＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)に依存して決定されることが実験的に確認され、Ｖ／ｔの値と特定仕上がり角度(θＦ)とは、ワークＷの材質毎に図４に示す関係を有している。そこで、図４に示される各曲線を二次関数で近似した下記式(a)で表される変曲点式が前記設定手段３４に設定されており、前記入力手段３２に入力されたワークＷの加工条件(具体的にはＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)、ワークＷの板厚(ｔ)、ワークＷの材質)に基づいて、特定仕上がり角度(θＦ)を算出すると共に、該特定仕上がり角度(θＦ)よりも大きくなる条件で設定仕上がり角度(θ１)を設定するようになっている。なお、ａ，ｂ，ｃは、ワークＷの材質に固有の係数であり、表１に下金型１８のＶ溝２０の角度を８８°とした場合におけるワークＷの一例についての各係数値を示す。【００３１】
【数１】
2011096442.tif 000014
【００３２】
【表１】
2011096442.tif 000015
【００３３】
ここで、実施例１に係るプレスブレーキ１０の設定手段３４では、０．１°≦θ１−θＦ≦７°の範囲に前記設定仕上がり角度(θ１)を設定している。ワークＷを折曲げ加工する際の上金型２６の押込み量(Ｓｔ)およびワークＷの仕上がり角度(θ)の関係を表すＳｔ−θグラフ(図５参照)において、後述のように変曲点(特定押込み量(ＳｔＦ)および特定仕上がり角度(θＦ)により特定される点)の前後の直線の傾きｆ１,ｆ２の変化を利用して目標仕上がり角度(θＴ)を算出手段３６が算出するものであるところ、折曲げ加工の特性上、上金型２６の押込み量(Ｓｔ)とワークＷの仕上がり角度(θ)との関係は完全な１次関数により表されるものではないから、設定仕上がり角度(θ１)を０．１°≦θ１−θＦ≦７°の範囲に設定して測定点(設定押込み量(Ｓｔ１)および実測仕上がり角度(θＭ)により特定される点)を変曲点にできる限り近づけることで、目標押込み量(Ｓｔ１)を高精度に算出することが可能になる。一方、θ１−θＦ＜０．１°の範囲に設定仕上がり角度(θ１)を設定した場合には、ワークＷの板厚(ｔ)の寸法誤差等により折曲げ加工時にワークＷがＶ溝２０の傾斜面に接触した状態になってワークの曲げ特性が大きく変化する可能性があり、０．１°≦θ１−θＦとすることが好ましい。なお、高精度な折曲げ加工が要求されない場合には、θ１−θＦの値を上記の範囲外となるよう設定仕上がり角度(θ１)を設定してもよい。【００３４】
そして、前記設定手段３４により設定仕上がり角度(θ１)が設定されると、設定仕上がり角度(θ１)に基づいて設定押込み量(Ｓｔ１)が前記算出手段３６で算出される。ここで、前記設定押込み量(Ｓｔ１)は、ワークＷの折曲げ加工の幾何形状から、エアーベンドの状態で折曲げて除荷したワークＷの仕上がり角度と、上金型２６の押込み量との関係を示す関係式から演算されるものである。【００３５】
そこで、エアーベンドの状態で折曲げて除荷したワークＷの仕上がり角度と上金型２６の押込み量との関係を示す関係式の導出について説明する。先ず、図６に示すようにエアーベンドでのワークＷの折曲げ状態から、以下の式(b)が幾何的に求められる。【００３６】
【数２】
2011096442.tif 000016
【００３７】
また、図７において斜線で示した三角形部分に着目すると、以下の式(c),(d)が得られる。なお、式(b)〜式(d)における曲げ角度(θ)は、挟み角度である。【００３８】
【数３】
2011096442.tif 000017
【００３９】
そして、図７からα＝(１８０−θ)／２の関係を有することから、ワーク折曲部の内面半径Ｒ、ワーク折曲部の内面円弧長Ａとすると、Ａ＝２παＲ／１８０の関係を有することを利用して、式(b)〜(d)を纏めると下記の式(e)が得られる。なお、図７では、ワークＷを加圧する上金型２６が省略して示してある。なお、ワークＷに上金型２６の加圧力を作用して押込んだ後に除荷すると、スプリングバックが生ずることから、ワークＷが中心部まで塑性変形するときの撓み量をワークＷの弾性回復補正量δとして材料力学の撓み計算により算出して、上金型２６の押込み量から減算している。このように、弾性回復補正量δの補正を行なうことで、式(e)における曲げ角度(θ)は、仕上がり角度としてみなすことができる。【００４０】
【数４】
2011096442.tif 000018
【００４１】
円弧長Ａは、数式上においてワーク折曲部の円弧部分の長さを意味するが、実際に折曲げ加工されたワークＷの折曲げ部は、完全な円弧とはならないため、以下の説明では、Ａを「ベンドファクタ(Ａ)」と指称するものとする。【００４２】
前記ベンドファクタ(Ａ)は、ワークＷの加工条件(具体的にはＶ溝２０の角度(φ)、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)、ワークＷの材質、ワークＷの板厚(ｔ))および折曲げ加工時のワークＷの仕上がり角度との関係に基づいて定められる値である。そこで、実施例１では、有限要素解析法により求められたワークＷの仕上がり角度(θ)とベンドファクタ(Ａ)との関係を示すベンドファクタデータテーブルがワークＷの加工条件毎に記憶手段３８に記憶されている。表２は、記憶手段３８に記憶されたベンドファクタデータテーブルの一例を示し、図８は、記憶手段３８が記憶するベンドファクタデータテーブルの内、冷延鋼板(ＳＰＣＣ)の例をグラフとして表示したものである。すなわち、前記算出手段３６では、前記設定手段３４により設定された設定仕上がり角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を、前記入力手段３２に入力されたワークＷの加工条件に基づいて前記記憶手段３８が記憶するベンドファクタデータテーブルから取得する。そして、上記の式(e)において、Ａ＝Ａ１、θ＝θ１とした条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)が算出される。【００４３】
【表２】
2011096442.tif 000019
【００４４】
更に、前記算出手段３６は、第１回目のワーク折曲げ加工後にワークＷから実測された実測仕上がり角度(θＭ)が前記入力手段３２に入力されると、設定押込み量(Ｓｔ１)および実測仕上がり角度(θＭ)に基づいて前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型２６の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を算出するよう設定される。具体的には、前記算出手段３６は、上金型２６の押込み量(Ｓｔ)およびワークＷの仕上がり角度(θ)の関係を表したＳｔ−θグラフにおいて、前記実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)により定められる点を測定点とし、前記特定仕上がり角度(θＦ)および特定仕上がり角度(θＦ)に対応した上金型２６の押込み量となる特定押込み量(ＳｔＦ)により定められる点を変曲点とし、前記目標仕上がり角度(θＴ)に対応した上金型２６の押込み量となる目標押込み量(ＳｔＴ)を加工点とした場合に、該測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが所定の関係を満たすように当該目標押込み量(ＳｔＴ)を算出するよう設定されている。【００４５】
具体的には、前記算出手段３６では、前記入力手段３２に入力されたワークＷの実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)から上記の式(e)においてθ＝θＭ、Ｓｔ＝Ｓｔ１とした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、修正ベンドファクタ (Ａ')および前記特定仕上がり角度(θＦ)から上記の式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出された特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記Ｓｔ−θグラフにおける測定点および変曲点を特定し、該測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するようになっている。【００４６】
そして、前記算出手段３６は、前記下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)およびワークＷの板厚(ｔ)とした場合に、前記Ｓｔ−θグラフにおいて測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)との関係が、下記の式(f)の関係を満たすよう変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)を決定し、この変曲点および加工点を通過する傾き(ｆ２)の直線上において、前記入力手段３２に入力されたワークＷの目標仕上がり角度(θＴ)に対応する押込み量を、目標押込み量(ＳｔＴ)として算出する。そして、前記算出手段３６において目標押込み量(ＳｔＴ)が算出されると、算出された目標押込み量(ＳｔＴ)だけ上金型２６がＶ溝２０内に押込まれるよう制御装置３０の金型駆動制御手段４０が金型駆動手段２８を駆動制御して２回目以降の折曲げ加工が実行される。【００４７】
【数５】
2011096442.tif 000020
【００４８】
前記算出手段３６において目標押込み量(ＳｔＴ)が算出されると、算出された目標押込み量(ＳｔＴ)だけ上金型２６がＶ溝２０内に押込まれるよう前記制御装置３０が金型駆動手段２８を駆動制御して２回目以降の折曲げ加工が実行される。これにより、２回目以降の折曲げ加工により折曲げられた後の最終的な仕上がり角度(θＬ)が、−０．２５°≦θＬ−θＴ≦０．２５°の範囲にあるワークＷを得ることができる。すなわち、上金型２６が下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込まれた際に、該下金型１８のＶ溝２０の傾斜面にワークＷを接触させる必要がある目標仕上がり角度(θＴ)までワークＷを折曲げ加工する場合であっても、１回のワークＷの折曲げ加工を行なうことで目標仕上がり角度(θＴ)に対応した目標押込み量(ＳｔＴ)を算出することができ、製品製造が可能となるまでに必要なワークＷの折曲げ回数を大幅に低減することが可能となり、生産性向上が図られる。しかも、折曲げ加工の過程でワークＷの折曲げ角度を測定する必要がないから、上下の金型１８,２６にセンサ等を備えた特殊な金型を必要とせず、一般に使用される汎用の金型を採用できるから、加工可能なワーク形状の制約を受けることなく簡単に目標仕上がり角度(θＴ)にワークＷを折曲げることが可能となる。【００４９】
〔実験例〕
次に、前述した実施例１に係るプレスブレーキ１０を用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムを用いてワークＷを折曲げ加工した実験例を示す。この実験例では、前記入力手段３２には、下金型１８のＶ溝２０の角度(φ)を８８°、上金型２６の先端角度を８８°、ワークＷの目標仕上がり角度(θＴ)を９０°として入力したもとでワークＷを折曲げ加工した。なお、図９〜図３０における縦軸において、９０±０．２５°の位置で一点鎖線を表示し、当該一点鎖線の間にデータがある場合に、−０．２５°≦θＬ−θＴ≦０．２５°となる高精度なワークＷの折曲げ加工が行なわれていることを表している。【００５０】
(第１実験例)
第１実験例は、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を板厚(ｔ)＝１．５ｍｍに形成したワークＷを、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝８ｍｍ、Ｖ＝１０ｍｍ、Ｖ＝１２ｍｍ、Ｖ＝１６ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この第１実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝５．０とし、θ１−θＦ＝１．５°とした。その実験結果を図９〜図１２および表３に示す。【００５１】
【表３】
2011096442.tif 000021
【００５２】
下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝８ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９０．４８°から、表３に示すように設定仕上がり角度(θ１)＝９１．９８°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝３．１５２ｍｍが得られた。そして、設定押込み量(Ｓｔ１)＝３．１５２ｍｍに基づく第１回目のワーク折曲げ加工から、実測仕上がり角度(θＭ)＝９１．４３°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝３．１９０ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝３．２１２ｍｍが得られた。そして、目標押込み量(ＳｔＴ)＝３．２１２ｍｍに基づいて第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝０となった。更に、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝−０．０２°となり、第３試験では、θＬ−θＴ＝−０．０３°となった。なお、表３中の押込み量は、折曲げ加工において実際に上金型２６をＶ溝２０内に押込んだ寸法であり、以下の表４〜表１０においても同様である。【００５３】
また、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１０ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９１．１０°から、表３に示すように設定仕上がり角度(θ１)＝９２．６０°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝４．０９３ｍｍが得られた。設定押込み量(Ｓｔ１)＝４．０９３ｍｍに基づく第１回目のワーク折曲げ加工から、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．５８°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝４．１７２ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．２３１ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．２３１ｍｍに基づいて第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝０°となった。また、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝−０．０２°であり、第３試験では、θＬ−θＴ＝−０．０３°であった。【００５４】
更に、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９１．５８°から、表３に示すように設定仕上がり角度(θ１)＝９３．０８°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝５．０３９ｍｍが得られた。設定押込み量(Ｓｔ１)＝５．０３９ｍｍに基づく第１回目のワーク折曲げ加工から、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．７２°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝５．１１６ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．２０２ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．２０２ｍｍに基づいて第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．１７°となった。また、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋０．０８°となり、第３試験では、θＬ−θＴ＝＋０．０５°となった。【００５５】
また、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１６ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１０°から、表３に示すように設定仕上がり角度(θ１)＝９３．６０°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．９３８ｍｍが得られた。この設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．９３８ｍｍに基づく第１回目のワーク折曲げ加工から、実測仕上がり角度(θＭ)＝９４．００°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝７．１３０ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．２５２ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．２５２ｍｍに基づいて第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝−０．０３°となった。また、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝−０．１７°となり、第３試験では、θＬ−θＴ＝−０．０２°となった。【００５６】
すなわち、図９〜図１２に示すように、第１回目のワークＷの折曲げ加工を行なうことで目標仕上がり角度(θＴ)に対応した目標押込み量(ＳｔＴ)を算出することができ、第２回目以降のワーク折曲げ加工では、目標押込み量(ＳｔＴ)に基づいて上金型２６をＶ溝２０内に押込むことで、高精度な折曲げ加工が行なわれる。【００５７】
(第２実験例)
第２実験例では、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を所定の板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍに形成したワークＷにつき、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍ、Ｖ＝１６ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝４．５とし、θ１−θＦ＝１．５°とした。その実験結果を図１３〜図１５および表４に示す。【００５８】
【表４】
2011096442.tif 000022
【００５９】
ワークの板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍとした場合では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９１．５８°から、表４に示すように設定仕上がり角度(θ１)＝９３．０８°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝５．０３９ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．７２°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝５．１１５ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．１７７ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．１７７ｍｍに基づいて第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．２３°であった。また、ワークの板厚(ｔ)＝２．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍとした場合の第１試験では、表４に示すように特定仕上がり角度(θＦ)＝９０．８１°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９２．３１°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝４．８３３ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．１０°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝４．９１１ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．９４８ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．９４８ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．０８°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋０．０５°となった。更に、ワークの板厚(ｔ)＝３．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１６ｍｍとした場合の第１試験では、表４に示すように特定仕上がり角度(θＦ)＝９０．４８°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９１．９８°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．２９５ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．１８°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝６．４３３ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝６．４６６ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝６．４６６ｍｍとした条件で第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．０８°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋０．１２°となった。【００６０】
すなわち、図１３〜図１５に示すように、(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝４．５とすることで、第１回目のワークＷの折曲げ加工を行なうことで目標仕上がり角度(θＴ)に対応した目標押込み量(ＳｔＴ)を算出することができ、第２回目以降のワーク折曲げ加工では、目標押込み量(ＳｔＴ)に基づいて上金型２６をＶ溝２０内に押込むことで、高精度な折曲げ加工が行なわれる。【００６１】
(第３実験例)
第３実験例では、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を所定の板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、３．０ｍｍに形成したワークＷにつき、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍ、Ｖ＝１６ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝６．５とし、θ１−θＦ＝１．５°とした。その実験結果を図１６〜図１７および表５に示す。【００６２】
【表５】
2011096442.tif 000023
【００６３】
ワークの板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９１．５８°から、表５に示すように設定仕上がり角度(θ１)＝９３．０８°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝５．０３９ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．５８°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝５．１０６ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．１９６ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．１９６ｍｍとした条件で第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝−０．２２°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝−０．１８°となった。また、ワークの板厚(ｔ)＝３．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１６ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９０．４８°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９１．９８°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．２９５ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．１８°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝６．４３３ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝６．４８１ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝６．４８１ｍｍとした条件で第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝−０．１７°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝−０．０２°となった。【００６４】
このように、図１６〜図１７に示すように、(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝６．５とすることで、第１回目のワークＷの折曲げ加工を行なうことで目標仕上がり角度(θＴ)に対応した目標押込み量(ＳｔＴ)を算出することができ、第２回目以降のワーク折曲げ加工では、目標押込み量(ＳｔＴ)に基づいて上金型２６をＶ溝２０内に押込むことで、高精度な折曲げ加工が行なわれる。すなわち、第１実験例〜第３実験例より、(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)の値が、式(f)の関係を満たすことにより、２回目以降のワーク折曲げ加工時に、−０．２５°≦θＬ−θＴ≦０．２５°の範囲にある高精度に折曲げられたワークＷを得ることが可能となる。【００６５】
(第４実験例)
第４実験例では、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を所定の板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、１．５ｍｍに形成したワークＷにつき、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍ、Ｖ＝１６ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝３．０とし、θ１−θＦ＝１．５°とした。その実験結果を図１８〜図１９および表６に示す。【００６６】
【表６】
2011096442.tif 000024
【００６７】
ワークの板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１５°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９３．６５°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝５．２９７ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９３．７０°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝５．４１３ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．４５６ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．４５６ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．９８°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋１．０８°となった。また、ワークの板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１６ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１０°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９３．６０°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．９３７ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９３．７５°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝７．１０３ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．１６９ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．１６９ｍｍとした条件で第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋１．５２°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋１．１２°となった。【００６８】
すなわち、(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝３．０とした場合には、折曲げ加工されたワークＷの仕上がり角度の精度が第１〜第３実験例に較べて低下し、４．５≦(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)とすることが高精度な折曲げ加工を行なう上で好ましいことが実験的に明らかになった。【００６９】
(第５実験例)
第５実験例では、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を所定の板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、１．５ｍｍに形成したワークＷにつき、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍ、Ｖ＝１６ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝８．０とし、θ１−θＦ＝１．５°とした。その実験結果を図２０〜図２１および表７に示す。【００７０】
【表７】
2011096442.tif 000025
【００７１】
ワークの板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍの場合では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１５°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９３．６５°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝５．２９７ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９３．７０°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝５．４１３ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．５２６ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．５２６ｍｍとした条件で第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝−１．０５°となり、同様に行なった第２試験ではθＬ−θＴ＝−０．９８°となった。また、ワークの板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１６ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１０°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９３．６０°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．９３７ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９３．７２°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝７．１００ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．２７１ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．２７１ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝−０．４３°となり、同様に行なった第２試験ではθＬ−θＴ＝−０．７５°となった。【００７２】
すなわち、(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝８．０とした場合には、折曲げ加工されたワークＷの仕上がり角度の精度が第１〜第３実験例に較べて低下し、(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)≦６．５とすることが高精度な折曲げ加工を行なう上で好ましいことが実験的に明らかになった。【００７３】
(第６実験例)
第６実験例では、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を所定の板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍに形成したワークＷにつき、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１０ｍｍ、Ｖ＝１２ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝５．０とし、θ１−θＦ＝０．１°とした。その実験結果を図２２〜図２４および表８に示す。【００７４】
【表８】
2011096442.tif 000026
【００７５】
ワークの板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍの場合では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１５°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９２．２５°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝５．４０２ｍｍが得られ、第１回目のワーク折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９２．４５°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝５．４２５ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．５０３ｍｍが得られた。この目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．５０３ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝０°となり、同様に行なった第２試験ではθＬ−θＴ＝−０．０２°となった。また、ワークの板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１０ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９１．１０°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９１．２０°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝４．１６７ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９０．９３°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝４．１５８ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．２１８ｍｍが得られた。この目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．２１８ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．１８°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝−０．０８°となった。更に、ワークの板厚(ｔ)＝２．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された定仕上がり角度(θＦ)＝９０．８１°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９０．９１°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝４．９１８ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９０．４５°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝４．８９６ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．９５０ｍｍが得られた。この目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．９５０ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝−０．０２°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝−０．０８°となった。【００７６】
すなわち、図２２〜図２４に示すように、θ１−θＦ＝０．１°として第１回目のワークＷの折曲げ加工を行なうことで目標仕上がり角度(θＴ)に対応した目標押込み量(ＳｔＴ)を算出することができ、第２回目以降のワーク折曲げ加工では、目標押込み量(ＳｔＴ)に基づいて上金型２６をＶ溝２０内に押込むことで、高精度な折曲げ加工が行なわれる。【００７７】
(第７実験例)
第７実験例では、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を所定の板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍに形成したワークＷにつき、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝６ｍｍ、Ｖ＝１０ｍｍ、Ｖ＝１２ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝５．０とし、θ１−θＦ＝７．０°とした。その実験結果を図２５〜図２７および表９に示す。【００７８】
【表９】
2011096442.tif 000027
【００７９】
ワークの板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝６ｍｍの場合では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９０．８１°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９７．８１°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝２．２６４ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９７．４０°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝２．４５３ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝２．４７９ｍｍが得られた。この目標押込み量(ＳｔＴ)＝２．４７９ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝−０．０８°となり、同様に行なった第２試験でも、θＬ−θＴ＝−０．０８°となった。また、ワークの板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１０ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９１．１０°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９８．１０°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝３．８０８ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９８．０７°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝４．１７１ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．２３１ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．２３１ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．０８°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋０．１０°となった。更に、ワークの板厚(ｔ)＝２．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９０．８１°から、設定仕上がり角度(θ１)＝９７．８１°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝４．５０７ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝９７．４５°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝４．９０１ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．９５４ｍｍが得られた。この目標押込み量(ＳｔＴ)＝４．９５４ｍｍとした条件で第２回目のワーク折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝０°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋０．１８°となった。【００８０】
すなわち、図２５〜図２７に示すように、θ１−θＦ＝７．０°として第１回目のワークＷの折曲げ加工を行なった場合でも目標仕上がり角度(θＴ)に対応した目標押込み量(ＳｔＴ)を算出することができ、第２回目以降のワーク折曲げ加工では、目標押込み量(ＳｔＴ)に基づいて上金型２６をＶ溝２０内に押込むことで、−０．２５°≦θＬ−θＴ≦０．２５°の範囲となる高精度な折曲げ加工が行なわれる。【００８１】
(第８実験例)
第８実験例では、アルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)を所定の板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍに形成したワークＷにつき、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍ、Ｖ＝１６ｍｍ、Ｖ＝１８ｍｍとした下金型１８を用いて折曲げ加工を行なった。この実験例では、上記式(f)において(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＝５．０とし、θ１−θＦ＝１０．０°とした。その実験結果を図２８〜図３０および表１０に示す。【００８２】
【表１０】
2011096442.tif 000028
【００８３】
ワークの板厚(ｔ)＝１．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１２ｍｍの場合では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１５°から、設定仕上がり角度(θ１)＝１０２．１５°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝４．６９５ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝１０１．９５°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝５．３９３ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．４７１ｍｍが得られた。この目標押込み量(ＳｔＴ)＝５．４７１ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋１．１０°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋１．００°となった。また、ワークの板厚(ｔ)＝１．５ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１６ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９２．１０°から、設定仕上がり角度(θ１)＝１０２．１０°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．１２８ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝１０２．２２°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝７．１０１ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．２２２ｍｍが得られた。この目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．２２２ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．３８°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋０．６２°となった。更に、ワークの板厚(ｔ)＝２．０ｍｍ、下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝１８ｍｍとした場合の第１試験では、上記式(a)から算出された特定仕上がり角度(θＦ)＝９１．８４°から、設定仕上がり角度(θ１)＝１０１．８４°、設定押込み量(Ｓｔ１)＝６．７５１ｍｍが得られ、第１回目の折曲げ加工の結果、実測仕上がり角度(θＭ)＝１０１．８２°、特定押込み量(ＳｔＦ)＝７．８０１ｍｍ、目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．９４１ｍｍが得られた。そして、この目標押込み量(ＳｔＴ)＝７．９４１ｍｍとした条件で第２回目の折曲げ加工を行なったところ、θＬ−θＴ＝＋０．５８°となり、同様に行なった第２試験では、θＬ−θＴ＝＋０．６３°となった。【００８４】
すなわち、θ１−θＦ＝１０．０°とした場合には、折曲げ加工されたワークＷの仕上がり角度の精度が第１〜第３実験例に較べて低下し、０．１°≦θ１−θＦ≦７．０°とすることが高精度な折曲げ加工を行なう上で好ましいことが実験的に明らかになった。
【実施例２】
【００８５】
次に、実施例２に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムにつき説明する。実施例２に係るプレスブレーキの構成は、実施例１で示したプレスブレーキ１０と同一であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。【００８６】
前述した実施例１では、ワークＷの加工条件(具体的にはＶ溝２０の角度(φ)、Ｖ溝２０の幅寸法(Ｖ)、ワークＷの材質、ワークＷの板厚(ｔ))毎にベンドファクタ(Ａ１)の値を予めデータベース化したベンドファクタデータテーブルを設定して、設定手段３４により設定された設定仕上がり角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を、入力手段３２に入力されたワークＷの加工条件に基づいて取得して、このベンドファクタデータテーブルから取得したベンドファクタ(Ａ１)を用いて第１回目の折曲げ加工時に上金型２６を押込む設定押込み量(Ｓｔ１)を算出している。これに対して、実施例２では、設定仕上がり角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を演算により近似的に算出することで、事前にベンドファクタデータテーブルを構築する手間を省略して記憶手段３８に設定するデータ量を減少すると共に、設定仕上がり角度(θ１)として採用可能な範囲を拡げて汎用性の向上を図っている。【００８７】
図８に示した設定仕上がり角度(θ１)とベンドファクタ(Ａ)の関係から明らかなように、ワークＷの仕上がり角度(θ)によってベンドファクタ(Ａ)の値が異なることから、１回目の折曲げ加工により逆算する目標押込み量(ＳｔＴ)の精度を上げるためには、設定仕上がり角度(θ１)として目標仕上がり角度(θＴ)に近い値を用いるのが望ましい。また、ベンドファクタ(Ａ)の値は、ワークＷの設定仕上がり角度(θ１)の変化に較べて変動幅が小さく、設定仕上がり角度(θ１)が小さくなる(すなわち目標押込み量(ＳｔＴ)に近い値になる)につれて概ね一定の値をとることが判る。そこで、図８の曲線形状を近似する式として、下記の式(g)と表す。式(g)におけるＣｔの値は、ワークＷの設定仕上がり角度(θ１)に応じたベンドファクタ(Ａ１)の値の大凡の絶対値である。また、θｘは、式(g)を用いてワークＷを折曲げ加工できる上限となる仕上がり角度(すなわち、設定仕上がり角度の上限値)であり、θｙは、ベンドファクタ(Ａ１)の値を近似する基準となる仕上がり角度(以下、近似角度という)である。【００８８】
【数６】
2011096442.tif 000029
【００８９】
すなわち、ワークＷを折曲げ加工できる上限となる仕上がり角度(θｘ)は、θＦ＜θｘ≦１８０°の範囲で定められる。ここで、θｘはワークＷを折曲げ加工できる上限となることから、１８０°に近い値を採用することが好適である。また、ワークＷの仕上がり角度(θ)が特定仕上がり角度(θＦ)に近くなるにつれて、ベンドファクタ(Ａ)の値の変化が上金型２６の押込み量に大きく影響する。従って、近似精度を高めるには、ベンドファクタ(Ａ１)の値を近似する基準となる近似角度θｙとして特定仕上がり角度(θＦ)に近い値とすることが好ましい。しかしながら、図３１から判明するように、折曲げ加工の特性上、ワークＷがＶ溝２０の傾斜面に接触し始める辺りからワークＷの曲げ挙動が急変するため、特定仕上がり角度(θＦ)に近い値をベンドファクタ(Ａ)の値を近似する基準とするには相応しくない。すなわち、ベンドファクタ(Ａ)の値を近似する近似角度(θｙ)は、θＦ＜θｙ＜θｘの範囲で定めるのが好適であり、より好ましくは、９５°≦θｙ＜θｘの範囲とすることができる。ここで、θｙは最終的なワークＷの仕上がり角度である目標仕上がり角度(θＴ)に近い値を採用することで精度が向上する。実施例２では、θｘ＝１７０°θｙ＝１００°とする場合で説明し、このときのベンドファクタ(Ａ１)の近似値をＡ１００と表す(すなわち、Ｃｔ＝Ａ１００となる)。【００９０】
ここで、図３２に示される(Ｖ/ｔ)および(Ａ１００/Ｖ)の関係を対数近似することで、下記の式(h)が得られる。なお、式(h)におけるｄ，ｅは、ワークＷの材質によって定まる固有の係数であり、表１１にＡ１００とした場合におけるワークＷの一例についての各係数値を示す。【００９１】
【数７】
2011096442.tif 000030
【００９２】
【表１１】
2011096442.tif 000031
【００９３】
前記式(g)および式(h)を纏めると下記の式(i)を得ることができる。すなわち、下記の式(i)においてθ＝θ１とすることで近似値としてのベンドファクタ(Ａ１)が算出され、算出されたベンドファクタ(Ａ１)および設定仕上がり角度(θ１)から、前記式(e)に基づいて設定押込み量(Ｓｔ１)が算出される。【００９４】
【数８】
2011096442.tif 000032
【００９５】
具体的には、実施例２に係るプレスブレーキ１０に設けられた制御装置３０の算出手段３６は、前記設定手段３４により設定された設定仕上がり角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を、前記式(i)においてθ＝θ１とした条件で算出して、式(e)においてＡ＝Ａ１、θ＝θ１とした条件で前記設定押込み量(Ｓｔ１)を算出するよう設定されると共に、前記入力手段３２に入力されたワークの実測仕上がり角度(θＭ)および設定押込み量(Ｓｔ１)から式(e)においてθ＝θＭとした条件で修正ベンドファクタ(Ａ')を逆算し、修正ベンドファクタ(Ａ')および特定仕上がり角度(θＦ)から式(e)においてＡ＝Ａ'、θ＝θＦとした条件で算出される特定押込み量(ＳｔＦ)に基づいて、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)を算出するよう設定されている。【００９６】
このように、実施例２では、ワークＷの加工条件毎のベンドファクタ(Ａ１)を予めデータベース化したベンドファクタデータテーブルを記憶手段３８に記憶させることなく、設定仕上がり角度(θ１)に対応するベンドファクタ(Ａ１)を算出することができる。また、ベンドファクタ(Ａ１)をベンドファクタデータテーブルとしてデータベース化した場合には、該ベンドファクタデータテーブルに含まれない設定仕上がり角度(θ１)を用いることはできないのに対し、実施例２のようにベンドファクタ(Ａ１)を近似的に算出することで、「設定仕上がり角度(θ１)＞特定仕上がり角度(θＦ)」の条件を満たす限り、適用可能な設定仕上がり角度(θ１)の制限がなくなり汎用性が向上する。
【実施例３】
【００９７】
次に、実施例３に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムにつき説明する。実施例３に係るプレスブレーキの構成は、実施例１で示したプレスブレーキ１０と同一であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。【００９８】
上金型２６を下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込んでワークＷの曲げ加工を行なう際には、上金型２６をＶ溝２０内に押込む際の加工荷重(Ｗ)に応じてプレスブレーキ１０のベッド１４や上下の金型１８,２６、その他の装置構成部材に「たわみ」が発生する。このため、前記設定押込み量(Ｓｔ１)や目標押込み量(ＳｔＴ)で上金型２６がＶ溝２０内に押込まれるよう金型駆動装置３０を駆動した場合に、設定押込み量(Ｓｔ１)や目標押込み量(ＳｔＴ)と、現実に上金型２６がＶ溝２０内に押込まれた押込み量との間に「たわみ」に起因した誤差が生ずる。そこで、実施例３では、折曲げ加工時に生ずるプレスブレーキ１０側のたわみを補正した押込み量で上金型２６を下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込んで、より精密なワークＷの折曲げ加工を行い得るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムについて説明する。なお、以下の説明では、折曲げ加工時にプレスブレーキ１０側に生ずるたわみを、装置たわみ量(λ)と表す。【００９９】
装置たわみ量(λ)は、プレスブレーキ１０の縦剛性係数(ｋ)［ｋＮ/ｍｍ］、上金型２６を下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込む際の加工荷重(Ｗ)［ｋＮ］とした場合に、フックの法則によりλ＝Ｗ／ｋと表すことができる。すなわち、装置たわみ量(λ)は、加工荷重(Ｗ)により定まる。なお、縦剛性係数(ｋ)は、プレスブレーキ１０に固有の値であって、プレスブレーキ１０の設計値や実験から求めることができ、実施例３で使用したプレスブレーキ１０の縦剛性係数(ｋ)は、ｋ＝１７８．５７である。【０１００】
ところで、図３３に示すように、エアーベンドとなる状態でワークＷを折曲げ加工する場合(すなわち、上金型２６の押込み量(Ｓｔ)が特定押込み量(ＳｔＦ)に達しない場合)には、ワークＷの材質により押込み量(Ｓｔ)の増加に伴って僅かに加工荷重(Ｗ)が漸増または漸減する程度で、加工荷重(Ｗ)が略一定値になる一方で、ワークＷがＶ溝２０の傾斜面に接触した状態でワークＷを折曲げ加工する場合(すなわち、上金型２６を特定押込み量(ＳｔＦ)以上の押込み量で押込む場合)には、押込み量(Ｓｔ)の増加に伴って加工荷重(Ｗ)が急激に増大することが知られている。【０１０１】
ここで、エアーベンドでワークＷを折曲げ加工する場合に、ワークＷの仕上がり角度(θ)が１３５°となる段階までは、押込み量(Ｓｔ)が増加しても加工荷重(Ｗ)が殆ど変化しないことが有限要素解析によって判明した。そこで、ワークＷの仕上がり角度(θ)が１３５°となる仕上がり角度を基準仕上がり角度(θＡ)とし、基準仕上がり角度(θＡ)となる上金型２６の押込み量を基準押込み量(ＳｔＡ)とすると、「ワークＷの仕上がり角度(θ)≧基準仕上がり角度(θＡ)」の場合(すなわち、「上金型２６の押込み量(Ｓｔ)≦基準押込み量(ＳｔＡ)」の場合)の加工荷重(Ｗａ)は、公知の事実であり、下記の式(j)で表すことができる。以下の説明では、「ワークＷの仕上がり角度(θ)≧基準仕上がり角度(θＡ)」の場合の加工荷重(Ｗａ)を、基準加工荷重というものとする。【０１０２】
【数９】
2011096442.tif 000033
【０１０３】
ここで、下金型１８のＶ溝２０の幅(Ｖ)およびワークＷの板厚(ｔ)の比(Ｖ/ｔ)と、係数(ｋ１)との関係を、有限要素解析法により解析した結果を図３４に示す。この図３４より、５≦Ｖ/ｔ≦１０の範囲において直線近似できることから、前記式(j)に示したように、ｋ１＝−０．０５５×Ｖ／ｔ＋１．７５３とした。【０１０４】
また、「特定仕上がり角度(θＦ)≦ワークＷの仕上がり角度(θ)≦基準仕上がり角度(θＡ)」の範囲で折曲げ加工する場合(すなわち、「基準押込み量(ＳｔＡ)≦上金型２６の押込み量(Ｓｔ)≦特定押込み量(ＳｔＦ)」の場合)には、前述のように、上金型２６の押込み量(Ｓｔ)の増加につれて基準加工荷重(Ｗａ)から漸増または漸減する。ここで、「特定仕上がり角度(θＦ)≦θ≦基準仕上がり角度(θＡ)」の間では、エアーベンドの状態で折曲げ加工されるため加工荷重(Ｗ)の変化量は僅かであり、加工荷重(Ｗ)が直線的に変化するものとみなすことができる。従って、「特定仕上がり角度(θＦ)≦θ≦基準仕上がり角度(θＡ)」の範囲で折曲げ加工する際の加工荷重(Ｗ)は、特定仕上がり角度(θＦ)における加工荷重を特定加工荷重(Ｗｆ)とした場合に、下記の式(k)で表される。なお、式(k)におけるｋｆは、ワークＷの材質によって定まる固有の係数であり、表１２にワークＷの一例についての各係数値を示す。【０１０５】
【数１０】
2011096442.tif 000034
【０１０６】
【表１２】
2011096442.tif 000035
【０１０７】
また、「ワークＷの仕上がり角度(θ)≦特定仕上がり角度(θＦ)」の範囲で折曲げ加工する場合(すなわち、「特定押込み量(ＳｔＦ)≦上金型２６の押込み量(Ｓｔ)」の場合)には、Ｖ溝２０の傾斜面にワークＷが接触した状態で折曲げ加工されるため、図３３に示すように上金型２６の押込み量(Ｓｔ)の増加につれて加工荷重(Ｗ)が特定加工荷重(Ｗｆ)から急激に増加する。ここで、「特定押込み量(ＳｔＦ)≦上金型２６の押込み量(Ｓｔ)」の範囲での折曲げ加工における押込み量(Ｓｔ)の増加と加工荷重(Ｗ)の変化量をｋｗとした場合に、ワークＷの板厚(ｔ)とｋｗ／Ｗａとの関係をシミュレーションにより測定した結果を、図３５に示す。この図３５を対数近似してｋｗの近似式を求め、「ワークＷの仕上がり角度(θ)≦特定仕上がり角度(θＦ)」での加工荷重(Ｗ)を下記の式(l)で表す。なお、式(l)におけるｋａ,ｋｂは、ワークＷの材質によって定まる固有の係数であり、表１３にワークＷの一例についての各係数値を示す。【０１０８】
【数１１】
2011096442.tif 000036
【０１０９】
【表１３】
2011096442.tif 000037
【０１１０】
以上を纏めると、下記で表される式(m)によりワークＷの仕上がり角度(θ)に応じて加工荷重(Ｗ)を算出することで、ワークＷの仕上がり角度(θ)での装置たわみ量(λ)を求めることができる。【０１１１】
【数１２】
2011096442.tif 000038
【０１１２】
そして、実施例３に係るプレスブレーキ１０では、前記式(m)においてθ＝θ１、Ｓｔ＝Ｓｔ１とした条件で求められる装置たわみ量(λ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)に加算して補正設定押込み量(Ｓｔ１’)を算出(Ｓｔ１’＝Ｓｔ１＋λ１)するよう前記算出手段３６が設定されており、該算出手段３６で算出された補正設定押込み量(Ｓｔ１’)に従って金型駆動制御手段４０が金型駆動手段２８を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行されるよう構成されている。すなわち、前記設定押込み量(Ｓｔ１)で折曲げ加工する際の装置たわみ量(λ１)を補正した補正設定押込み量(Ｓｔ１’)で折曲げた後のワークＷの仕上がり角度が前記実測仕上がり角度(θＭ)として計測される。また同様に、前記算出手段３６は、前記式(m)においてθ＝θＴ、Ｓｔ＝ＳｔＴとした条件で求められる装置たわみ量(λＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)に加算した補正目標押込み量(ＳｔＴ’)を算出(ＳｔＴ’＝ＳｔＴ＋λＴ)するよう設定されて、該算出手段３６で算出された補正目標押込み量(ＳｔＴ’)に従って金型駆動制御手段４０が金型駆動手段２８を駆動制御することで、２回目以降の折曲げ加工が実行されるよう構成されている。【０１１３】
すなわち、設定押込み量(Ｓｔ１)で折曲げ加工する際に生ずる装置たわみ量(λ１)を補正した補正設定押込み量(Ｓｔ１’)となるよう上金型２６を駆動することで、実際には設定押込み量(Ｓｔ１)でワークＷが折曲げ加工されるから、１回目の折曲げ加工における折曲げ加工精度が向上する。これにより、設定押込み量(Ｓｔ１)および実測仕上がり角度(θＭ)に基づいて算出される修正ベンドファクタ(Ａ')の精度が向上し、該修正ベンドファクタ(Ａ')に基づいて行なわれる２回目以降の折曲げ加工の加工精度を高めることができる。また、ワークＷを目標押込み量(ＳｔＴ)で折曲げ加工する際に生ずる装置たわみ量(λＴ)を補正した補正目標押込み量(ＳｔＴ’)となるよう上金型２６を駆動することで、実際には目標押込み量(ＳｔＴ)でワークＷが折曲げ加工されるから、ワークＷを精度よく目標仕上がり角度(θＴ)で折曲げることが可能となる。
【実施例４】
【０１１４】
次に、実施例４に係るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムにつき説明する。実施例３に係るプレスブレーキの構成は、実施例１で示したプレスブレーキ１０と同一であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。【０１１５】
実施例４では、先端部が円弧状に形成された上金型２６を前記下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込んでワークＷの折曲げ加工を行なう場合について説明する。なお、以下の説明では、前記上金型２６における先端部の円弧半径を先端半径ＲＰとして表す(図３６参照)。先ず、先端部が角形状に形成された上金型２６を前記下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込んでワークＷの折曲げ加工を行なう場合には、ワークＷの折曲げ加工が進行しても、上金型２６の角端部がワークＷの折曲げ部の最深部ＣＰ(図３６参照)に接触した状態が維持されることから、上金型２６の押込み量(Ｓｔ)分だけ折曲げ加工が行なわれることになる。これに対して、先端部が円弧状に形成された前記上金型２６が前記下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込まれた場合では、ワーク折曲部の内面半径Ｒが上金型２６の先端半径ＲＰと一致するまでは、先端部が角形状の上金型２６の場合と同様に、ワークＷの折曲げ部の最深部ＣＰに上金型２６の先端部ＰＥに接触しつつ折曲げ加工が進行する。一方で、前記上金型２６が前記下金型１８のＶ溝２０内に押込まれて、ワーク折曲部の内面半径Ｒが上金型２６の先端半径ＲＰ以下(すなわち、Ｒ≦ＲＰ)となると、図３６に示すように、ワークＷの折曲げ部の最深部ＣＰが上金型２６の先端部ＰＥから離れるよう折曲げ加工が進行する。すなわち、ワーク折曲部の内面半径Ｒが上金型２６の先端半径ＲＰ以下となる領域では、上金型２６の先端部ＰＥとワークＷの折曲げ部の最深部ＣＰとの間に隙間ができることになる。従って、ワークＷを所定の仕上がり角度(θ)に折曲げるのに必要な上金型２６の押込み量(Ｓｔ)は、先端部が角形状に形成された上金型２６を用いる場合に較べて、先端部が円弧形状に形成された上金型２６を用いた場合の方が短くなる。【０１１６】
ここで、前述した式(e)により求められる押込み量(Ｓｔ)は、先端部が角形状の上金型２６のように、ワークＷの折曲げ部の最深部ＣＰに上金型２６の先端部ＰＥが接触する条件で折曲げ加工する場合での上金型２６の押込み量(Ｓｔ)となっている。そこで、実施例４では、先端部が円弧形状に形成された上金型２６を用いてワークＷを所定の仕上がり角度(θ)に折曲げる場合に、前述した式(e)により求められる押込み量(Ｓｔ)について、該上金型２６の先端部ＰＥとワークＷの折曲げ部の最深部ＣＰとの間に生ずる隙間の間隔で補正して、より精密なワークＷの折曲げ加工を行い得るプレスブレーキを用いた折曲げ加工方法および折曲げ加工システムについて説明する。なお、以下の説明では、式(e)で求められる押込み量(Ｓｔ)を、先端部が円弧形状の上金型２６での折曲げ加工に対応するよう補正した値をＲ曲げ補正押込み量(Ｓｔ’’)と表し、上金型２６の先端部ＰＥとワークＷの折曲げ部の最深部ＣＰとの間の隙間の間隔を、押込み量誤差(Ｄ)と表す。【０１１７】
ここで、式(e)で求められる押込み量(Ｓｔ)と、前記Ｒ曲げ補正押込み量(Ｓｔ’’)と、前記押込み量誤差(Ｄ)との関係は、図３６から幾何学的に下記の式(n)で表すことができる。【０１１８】
【数１３】
2011096442.tif 000039
【０１１９】
また、図３６に示すように、上金型２６の先端円弧の中心点をＯとし、ワークＷの平板面に対する中心点Ｏを通る垂線と該ワークＷの平板面との交点をＰとし、該交点Ｐを通るワークＷの平板面に沿った延長線が上金型２６の先端円弧の中心点Ｏを通る鉛直線と交差する交点をＱとした場合に、三角形ＯＰＱの関係から、下記の式(o)が得られる。【０１２０】
【数１４】
2011096442.tif 000040
【０１２１】
更に、図３６に示すように、折曲げ加工されたワークＷにおけるワーク折曲部の円弧部分の中心点をＯ’とし、該中心点Ｏ’からワークＷの平板面へ引いた垂線とワークＷの平板面との交点をＰ’とした場合に、三角形Ｏ’Ｐ’Ｑの関係から、下記の式(p)が得られる。なお、段落［００３７］と同様に、ワーク折曲部の内面半径はＲとする。【０１２２】
【数１５】
2011096442.tif 000041
【０１２３】
以上を纏めると、下記で表される式(q)が得られる。すなわち、段落［００３７］に示すように、α＝(１８０−θ)／２の関係を有し、また式(e)に示すように、Ｒ＝１８０Ａ／{(１８０−θ)×π}を有することから、実施例１または実施例２のように仕上がり角度(θ)に応じたベンドファクタ(Ａ)を得ることで、上金型２６の先端半径(ＲＰ)およびワークＷの仕上がり角度(θ)に応じた押込み量誤差(Ｄ)を求めることができ、前述した式(n)に代入することで、先端部が円弧形状の上金型２６を実際に下金型１８のＶ溝２０内に相対的に押込むべき押込み量が求められる。【０１２４】
【数１６】
2011096442.tif 000042
【０１２５】
ここで、上金型２６の先端半径(ＲＰ)＝１．０ｍｍおよび下金型１８のＶ溝２０の幅寸法(Ｖ)＝６ｍｍとした条件で、板厚(ｔ)＝１．０ｍｍに形成したアルミニウム(Ａ５０５２Ｐ)のワークＷを折曲げ加工する場合に、前述した式(n)により求められる上金型２６の押込み量(すなわちＲ曲げ補正押込み量(Ｓｔ’’))と仕上がり角度(θ)との関係を図３７に実線で示すと共に、有限要素解析法により解析したＲ曲げ補正押込み量(Ｓｔ’’)の解析値を図３７のグラフ図にプロットして示す。この図３７から、前述した式(n)により求められるＲ曲げ押込み量(Ｓｔ’’)で上金型２６を下金型１８のＶ溝２０内に押込んでワークＷの折曲げ加工を行なうことで、ワークＷが所定の仕上がり角度(θ)に高精度で折曲げられることが判明する。なお、図３７には、式(e)により求められる押込み量(Ｓｔ)と仕上がり角度(θ)との関係を破線で示してある。すなわち、先端部が円弧状に形成された上金型２６を用いてワークＷの折曲げ加工する際には、前述した式(e)により求められる押込み量(Ｓｔ)から式(q)で表される押込み量誤差(Ｄ)を減算補正することで、ワークＷの折曲げ加工の加工精度が向上することが判る。【０１２６】
そして、実施例４に係るプレスブレーキ１０では、前記式(q)においてθ＝θ１とした条件で求められる押込み量誤差(Ｄ１)を前記設定押込み量(Ｓｔ１)から減算してＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)を算出(Ｓｔ１’’＝Ｓｔ１−Ｄ１)するよう前記算出手段３６が設定されており、該算出手段３６で算出されたＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)に従って金型駆動制御手段４０が金型駆動手段２８を駆動制御することで１回目の折曲げ加工が実行されるよう構成されている。すなわち、前記設定押込み量(Ｓｔ１)で折曲げ加工する際の押込み量誤差(Ｄ１)を補正したＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)で折曲げた後のワークＷの仕上がり角度が前記実測仕上がり角度(θＭ)として計測される。また同様に、前記算出手段３６は、前記式(q)においてθ＝θＴとした条件で求められる押込み量誤差(ＤＴ)を前記目標押込み量(ＳｔＴ)から減算したＲ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)を算出(ＳｔＴ’’＝ＳｔＴ−ＤＴ)するよう設定されて、該算出手段３６で算出されたＲ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)に従って金型駆動制御手段４０が金型駆動手段２８を駆動制御することで、２回目以降の折曲げ加工が実行されるよう構成されている。【０１２７】
このように、設定押込み量(Ｓｔ１)で折曲げ加工する際に生ずる押込み量誤差(Ｄ１)を補正したＲ曲げ補正設定押込み量(Ｓｔ１’’)となるよう上金型２６を駆動することで、実際には設定押込み量(Ｓｔ１)でワークＷが折曲げ加工されるから、１回目の折曲げ加工における折曲げ加工精度が向上する。これにより、設定押込み量(Ｓｔ１)および実測仕上がり角度(θＭ)に基づいて算出される修正ベンドファクタ(Ａ')の精度が向上し、該修正ベンドファクタ(Ａ’)に基づいて行なわれる２回目以降の折曲げ加工の加工精度を高めることができる。また、ワークＷを目標押込み量(ＳｔＴ)で折曲げ加工する際に生ずる押込み量誤差(ＤＴ)を補正したＲ曲げ補正目標押込み量(ＳｔＴ’’)となるよう上金型２６を駆動することで、実際には目標押込み量(ＳｔＴ)でワークＷが折曲げ加工されるから、ワークＷを精度よく目標仕上がり角度(θＴ)で折曲げることが可能となる。【０１２８】
(変更例)
実施例では、プレスブレーキに入力手段や設定手段、算出手段等を備えるよう構成した例を示したが、これに限られず、エアーベンドの状態で折曲げて得られるワークの設定仕上がり角度(θ１)を特定仕上がり角度(θＦ)よりも大きくなる条件で設定し、該設定仕上がり角度(θ１)に対応した設定押込み量(Ｓｔ１)で上金型をＶ溝内に押込んでワークを折曲げて、設定押込み量(Ｓｔ１)で折曲げられたワークの実測仕上がり角度(θＭ)を計測し、Ｓｔ−θグラフにおいて測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが所定の関係を満たすように当該目標押込み量(ＳｔＴ)を算出して折曲げ加工を行なう折曲げ加工方法を採用すれば、１回のワーク折曲げ加工により目標仕上がり角度に対応した目標押込み量を得ることができ、製品製造が可能となるまでに必要なワークの折曲げ回数を低減して生産性向上を図ることが可能となる。【０１２９】
実施例では、前記測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)とが、式(f)の関係を満たすよう算出したが、これに限られるものではない。すなわち、要求されるワークの折曲げ精度に応じて、(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)＜４．５の範囲に設定したり、あるいは６．５＜(ｆ１／ｆ２)×(Ｖ／ｔ)の範囲に設定することもでき、Ｓｔ−θグラフにおいて測定点および変曲点を通過する直線の傾き(ｆ１)と、変曲点および加工点を通過する直線の傾き(ｆ２)を利用することで、１回のワーク折曲げ加工により目標仕上がり角度に対応した目標押込み量を得ることが可能となる。同様に、設定仕上がり角度(θ１)に関しても、要求されるワークの折曲げ精度に応じて０．１°≦θ１−θＦ≦７°の範囲外に設定することもできる。【０１３０】
実施例では、ワークの加工条件(Ｖ溝の角度(φ)、Ｖ溝の幅寸法(Ｖ)、ワークの材質、ワークの板厚(ｔ))毎に、ワークの仕上がり角度(θ)とベンドファクタ(Ａ)との関係を示すベンドファクタデータテーブルを記憶手段に記憶するようにしたが、図８に示すようにワークの仕上がり角度(θ)とベンドファクタ(Ａ)の関係を表したワークの加工条件毎の曲線の近似式を導出し、当該近似式に基づいて設定仕上がり角度(θ１)から対応するベンドファクタ(Ａ)の値を算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１８  下金型
２０  Ｖ溝
２６  上金型
３２  入力手段
３４  設定手段
３６  算出手段
３８  記憶手段
４０  金型駆動制御手段
θ１  設定仕上がり角度
θＦ  特定仕上がり角度
θＭ  実測仕上がり角度
θＴ  目標仕上がり角度
Ｓｔ１  設定押込み量
ＳｔＦ  特定押込み量
ＳｔＴ  目標押込み量
λ１  θ＝θ１、Ｓｔ＝Ｓｔ１とした条件で求められる装置たわみ量
λＴ  θ＝θＴ、Ｓｔ＝ＳｔＴとした条件で求められる装置たわみ量
Ｓｔ１’  設定押込み量(Ｓｔ１)＋装置たわみ量(λ１)
ＳｔＴ’  設定押込み量(ＳｔＴ)＋装置たわみ量(λＴ)
Ｄ１  θ＝θ１とした条件での押込み量の誤差
ＤＴ  θ＝θＴとした条件での押込み量の誤差
Ｓｔ１’’  設定押込み量(Ｓｔ１)−押込み量誤差(Ｄ１)
ＳｔＴ’’  設定押込み量(ＳｔＴ)−押込み量誤差(ＤＴ)
ｆ１  測定点および変曲点を通る直線の傾き
ｆ１  変曲点および加工点を通る直線の傾き
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際調査報告】
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